(57)【要約】【課題】打撃ストロークを少なくとも２段階に自動的に変更することができ、しかもこのストローク制御を効率よく的確に行うことができる液圧式打撃装置を提供する。【解決手段】打撃ピストン２を往復運動させてチゼル３を打撃する液圧式打撃装置１において、打撃対象物への打撃時において打撃対象物の硬さの相違によって生じる打撃ピストン２の上下の部屋１０、１１の圧力差に基づいて切換えられるストローク制御バルブ２５と、ストローク制御バルブ２５をその切換位置で保持する保持機構とを備え、ストローク制御バルブ２５の切換位置に基づいて次回の打撃ストロークが少なくとも２段階に制御されるように構成されている。打撃対象物への打撃時において、打撃ピストン２の上の部屋１０とストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ３とを連通させて、上の部屋１０から駆動室ＳＶ３に油圧信号を作用させる前制御バルブ２９を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置において、
打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいて切換えられるストローク制御バルブと、
上記ストローク制御バルブをその切換位置で保持する保持機構とを備え、
ストローク制御バルブの切換位置に基づいて次回の打撃ストロークが少なくとも２段階に制御されるように構成されたことを特徴とする液圧式打撃装置。
【請求項２】
前記打撃対象物への打撃時において、前記打撃ピストンの上の部屋と前記ストローク制御バルブの駆動室とを連通させて、当該上の部屋から駆動室に油圧信号を作用させる前制御バルブを備えたことを特徴とする請求項１記載の液圧式打撃装置。
【請求項３】
前記保持機構は、ストローク制御バルブのスプールを各移動位置で保持する保持バルブからなることを特徴とする請求項１又は２記載の液圧式打撃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置に関し、特に打撃対象物の硬度に応じて打撃ピストンのストロークを自動的に変更する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、打撃対象物の硬度に応じて打撃ピストンのストロークを自動的に変更する打撃装置としては、例えば特許文献１に見られるものが提供されている。
【０００３】
具体的には、打撃ピストンの打撃の瞬間に生じる当該打撃ピストン上部の部屋、あるいは下部の部屋の瞬間的な圧力変動を基準圧力と比較し、その圧力差に応じて発生する制御流量を操作手段として利用している。
【０００４】
例えば、排出通路を制御するスプールの位置を変化させて作動圧力を変化させるか、又は圧力差に応じた制御流量によりストローク選択スライド弁の位置を変化させることで、打撃ピストンの行程を変化させてその打撃力あるいは打撃回数を調整している。
【特許文献１】特公平５−８５３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のものでは、スプールやストローク選択スライド弁の位置を保持するとともにその解除に係わる機能が付加されていない。従って、計測された圧力差に見合った流量を取り込みそれを排出しながら必要な時までスプールやストローク選択スライド弁を必要な位置に保持するためにはかなり冗長性を見込んでおく必要がある。このため、装置全体が大きくなったり、打撃対象物の硬さに対して望ましい占有位置に落ち着くまでに時間差が生じるなど効率的ではなかった。
【０００６】
また、油のように温度により粘性が変化する流体の場合には、流体温度の影響も大きく作用するため、上述したようなストローク制御が的確に行えない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明の液圧式打撃装置は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置において、打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいて切換えられるストローク制御バルブと、上記ストローク制御バルブをその切換位置で保持する保持機構とを備え、ストローク制御バルブの切換位置に基づいて次回の打撃ストロークが少なくとも２段階に制御されるように構成されたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明の液圧式打撃装置は、前記打撃対象物への打撃時において、前記打撃ピストンの上の部屋と前記ストローク制御バルブの駆動室とを連通させて、当該上の部屋から駆動室に油圧信号を作用させる前制御バルブを備えたものである。
【０００９】
請求項３に係る発明の液圧式打撃装置は、前記保持機構がストローク制御バルブのスプールを各移動位置で保持する保持バルブからなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液圧式打撃装置によれば、打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいてストローク制御バルブを切換えることで、次回の打撃ストロークを例えばショートストロークとロングストロークとの２段階のいずれかに自動的に変更することができる。また、油圧回路に備えられた保持機構によりストローク制御バルブの切換位置を保持して打撃ピストンをストローク制御することで、当該ストローク制御を効率よく的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の液圧式打撃装置の全体構成を示している。
【００１３】
この打撃装置１は、一般に油圧ショベルなどの建設機械にアタッチメントとして装着され、油圧源から供給される作動流体を利用し土木現場あるいは砕石場などにおいてコンクリートや岩などを破砕する際に利用されるものである。
【００１４】
まず、打撃装置１の概要について説明すると、面積の異なる２つの受圧面ＰＳ１とＰＳ２（ＰＳ１＞ＰＳ２）を有する打撃ピストン２を備え、面積の小さい受圧面ＰＳ２には油圧源から油圧回路を通じて常に高圧が作用し、面積の大きい受圧面ＰＳ１には油圧源から油圧回路を通じて交番的に高圧と低圧が作用するようになされている。そして、受圧面ＰＳ１に低圧が作用している時には、受圧面ＰＳ２に作用する高圧により打撃ピストン２の最上部の受圧面ＰＳ０に作用するガス圧に抗して当該ガスを圧縮しながら打撃ピストン２が戻り行程を行い、受圧面ＰＳ１に高圧が作用している時には、当該受圧面ＰＳ１に作用する高圧とガス圧により打撃行程を行うように構成されている。
【００１５】
以下、打撃装置１の具体的な構成について説明する。
【００１６】
図１において、Ｃはケーシングであって、このケーシングＣは打撃ピストン２を軸方向に往復摺動自在に収容したシリンダ室Ｃ１と、シリンダ室Ｃ１の一端（下端側）に連設されチゼル３を収容したチゼル室Ｃ２と、シリンダ室Ｃ１の他端（上端側）に連設され例えば窒素などのガスが封入されたガス室Ｃ３とで構成されている。
【００１７】
打撃ピストン２は、途中部に所定距離を隔てて形成された２つの大径部２ａ、２ｂを有し、これら２つの大径部２ａ、２ｂの周面がシリンダ室Ｃ１内に摺動自在に配置されている。そして、大径部２ａに連結された上軸部２ｃの端面がガス室Ｃ３内に臨んで配置されるとともに、大径部２ｂに連結された下軸部２ｄの端面がチゼル室Ｃ２に臨んで配置されている。
【００１８】
また、上、下軸部２ｃ、２ｄは、上軸部２ｃの方が下軸部２ｄよりも小径になされており、この結果、大径部２ａの受圧面ＰＳ１が大径部２ｂの受圧面ＰＳ２よりも大きく（ＰＳ１＞ＰＳ２）なっている。
【００１９】
さらに、シリンダ室Ｃ１には、その軸方向に複数の溝４乃至９が環状に形成されている。これら溝４乃至９は、シリンダ室Ｃ１の上端側（左端側）から下端側にかけて順次形成されている。溝４は前記上軸部２ｃとシリンダ室Ｃ１との間に形成される収容室（上の部屋）１０に臨んで形成されるとともに、溝９は前記下軸部２ｄとシリンダ室Ｃ１との間に形成される収容室（下の部屋）１１に臨んで形成されている。
【００２０】
また、溝６と溝７は、図１に示すように打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌに配置された状態では打撃ピストン２の大径部２ａ、２ｂ間の軸部２ｅに形成された環状溝１２を介して連通されており、溝６が油路１３を通じてタンクＴに連通されて低圧になっている。
【００２１】
一方、溝９の下端側となるシリンダ室Ｃ１にはブレーキ室１５が形成されており、図１に示すように打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌに配置された状態では大径部２ｂの受圧面ＰＳ２がブレーキ室１５内に突入することなく配置されるようになされている。
【００２２】
これら溝４乃至９、並びにブレーキ室１５は後述する油圧回路に組み込まれた各油路に連通されている。
【００２３】
前記チゼル室Ｃ２は、前述したようにチゼル３を収容する部位であり、当該チゼル３はその先端が所定長さ突出した状態で配置され、打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌまで移動した際に当該打撃ピストン２とその基端が当接するように配置されている。
【００２４】
前記ガス室Ｃ３は、その内部に封入したガス圧により打撃ピストン２を打撃方向に付勢している。つまり、このガス室Ｃ３内に臨んで配置された上軸部２ｃの端面がガス圧を受ける受圧面ＰＳ０になされている。
【００２５】
次に油圧回路の具体的な構成について図２を参照しながら説明する。
【００２６】
油圧ポンプＰの吐出側は、油路２０を通じて制御バルブ２１に連通されている。油路２０からは油路２２と油路２３が分岐されており、油路２２が制御バルブ２１の一方の駆動室ＣＶ２に連通されるとともに、油路２３が前記溝９に連通されている。
【００２７】
制御バルブ２１は、２位置切換式のバルブであり、他方の駆動室ＣＶ１が油路２４を通じてストローク制御バルブ２５の出口の一つに連通されており、駆動室ＣＶ１と駆動室ＣＶ２とに作用する油圧信号により図１及び図２における上位置（Ａ回路）と下位置（Ｂ回路）とに切換えられる。
【００２８】
具体的には、制御バルブ２１がＡ回路では、油路２０と前記溝４に連通された油路２６との連通を遮断するとともに、油路２６とタンクＴに連通された油路２７とを連通させる。従って、制御バルブ２１がＡ回路に配置されている際には、収容室１０は溝４がタンクＴに連通されて低圧になっている。
【００２９】
また、制御バルブ２１がＢ回路では、油路２０と油路２６が連通されることになり、これによって油圧ポンプＰからの作動流体が溝４を通じて収容室１０に導入され、当該収容室１０を高圧にする。
【００３０】
つまり、大径部２ａの受圧面ＰＳ１には、制御バルブ２１の切換えにより交番的に高圧と低圧が作用するようになっている。
【００３１】
また、前記油路２６からは油路２８が分岐され、当該油路２８が前制御バルブ２９の駆動室Ｖ１に連通されている。
【００３２】
前制御バルブ２９は、２位置切換式のバルブであり、駆動室Ｖ１に作用する油圧信号とこの駆動室Ｖ１に対向する側に設けられたバネＳ２との力関係によって図１及び図２における上位置（Ａ回路）と下位置（Ｂ回路）とに切換えられる。
【００３３】
具体的には、油路２６が高圧になった時に駆動室Ｖ１とバネＳ２との関係がＶ１＞Ｓ２になってバネＳ２の力に抗してＡ回路に切換わり、これによって前記溝５に連通した油路３０がストローク制御バルブ２５の後述する駆動室ＳＶ３に油路３１を通じて連通される。また、油路２６が低圧になった時にＶ１＜Ｓ２になってバネＳ２の力でＢ回路に切換わり、これによって駆動室ＳＶ３が油路３１を通じてタンクＴに連通された油路３２と連通され、当該駆動室ＳＶ３が低圧に導かれる。
【００３４】
上記ストローク制御バルブ２５は、２位置切換式のバルブであり、駆動室ＳＶ１、ＳＶ２及びＳＶ３に連通する油圧信号、並びにバネＳ１の作用により図１及び図２における上位置（Ａ回路）と下位置（Ｂ回路）とに切換えられる。
【００３５】
具体的には、ストローク制御バルブ２５がＡ回路では、ブレーキ室１５に連通された油路３３が駆動室ＳＶ１に連通された油路３４に連通されるとともに、溝８に連通された油路３５が前記油路２４に連通される。
【００３６】
ストローク制御バルブ２５がＢ回路では、上記油路３４がタンクＴに連通された油路３６に連通されて駆動室ＳＶ１が低圧になる。
【００３７】
また、ストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ２には、溝７に連通された油路３７が連通され、この油路３７と前記油路２４とが逆止弁３８を備えた油路３９によって連通されている。
【００３８】
そして、上記駆動室ＳＶ１、ＳＶ２及びＳＶ３には後述するように各状況に応じて各油圧信号が作用するように回路構成されるとともに、バネＳ１の力も設定されており、これによってストローク制御バルブ２５を各状況に応じた切換位置で保持する保持機構を構成するようにしている。
【００３９】
なお、図２における符号２０ａは、油路２０に介装された例えば操作ペダルなどで切換えられる切換弁である。
【００４０】
次に、打撃装置１の動作について、各油圧信号に基づく各バルブの切換え動作などの詳細とともに説明する。
【００４１】
まず、打撃装置１に油圧ポンプＰから作動流体が導入された直後の各バルブは次のような状態に配置されている。
【００４２】
制御バルブ２１は、駆動室ＣＶ１が油路２４、３９、３７、溝７、溝６から油路１３を通じてタンクＴに連通されて低圧になっており、駆動室ＣＶ２が油路２２を通じて高圧になっていることからＡ回路の状態になっている。
【００４３】
前制御バルブ２９は、バネＳ２の力によりＢ回路になっておりストローク制御バルブの駆動室ＳＶ３を油路３２を通じてタンクＴに連通することによって当該駆動室ＳＶ３を低圧にしている。
【００４４】
また、ストローク制御バルブ２５もバネＳ１の力によりＢ回路になっている。
【００４５】
このように各バルブが配置された状態において、油圧ポンプＰから作動流体を導入すると、圧油は油路２０、２３を通じて溝９から収容室１１に導入される。これにより大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に高圧が作用して打撃ピストン２がガス室Ｃ３に封入されたガスを圧縮しながら図１において左側に移動する戻り行程を行う。
【００４６】
このように戻り行程を行って溝９が溝８と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が後退すると溝８から油路３５に高圧が導入するものの、通路３５がＢ回路になっているストローク制御バルブ２５により遮断されているため、打撃ピストン２は引き続き戻り行程を行う。
【００４７】
そして、溝９が溝７と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が後退すると、溝７から油路３７を通じてストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ２に高圧が導入される。これによりストローク制御バルブ２５はバネＳ１の力に抗してＢ回路からＡ回路に切換わる。このようにストローク制御バルブ２５がＡ回路に切換わることで、溝８から油路３５に導入される高圧は油路２４を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１に導入され、駆動室ＣＶ１とＣＶ２との関係がＣＶ１＞ＣＶ２に予め設定されているために制御バルブ２１がＡ回路からＢ回路に切換わる。
【００４８】
従って、油圧ポンプＰからの作動流体は油路２３を通じて溝９から収容室１１に導入されるとともに、油路２６を通じて溝４から収容室１０にも導入される。この結果、受圧面がＰＳ１＞ＰＳ２の関係にあることから打撃ピストン２が図１において右側に移動する打撃行程に切換わる。
【００４９】
一方、これとともに前制御バルブ２９の駆動室Ｖ１にも油路２８を通じて高圧が導入されることから、当該前制御バルブ２９がバネＳ２の力に抗してＡ回路に切換わる。これにより溝５が油路３０、３１を通じてストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ３に連通されるものの、打撃ピストン２が打撃行程に移行した初期の状態では上記溝５は当該打撃ピストン２によって収容室１０と閉鎖された状態にあり、駆動室ＳＶ３には収容室１０に導入される高圧が導入されることはない。
【００５０】
そして、打撃行程を行っている打撃ピストン２がチゼル３を打撃する直前に溝７と溝６が環状溝１２を通じて連通される。これにより油路３７が油路１３を通じて低圧に開放される。このため制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１が、油路２４、３９、３７、溝７、６、油路１３を通じて低圧になり、これによって駆動室ＣＶ２に作用する高圧によって制御バルブ２１がＡ回路に切換わり始める。同時に駆動室ＳＶ２も低圧になるが、ＳＶ１＞ＳＶ３＋バネＳ１力に設定されており、ストローク制御バルブ２５はＡ回路を保持している。
【００５１】
しかし、この時には打撃ピストン２は打撃方向に十分に加速されており、上記制御バルブ２１がＡ回路に切換わる前にチゼル３を打撃する。
【００５２】
一方、上述した溝７と溝６とが連通するのと略同時に閉鎖されていた溝５が溝４と収容室１０を通じて連通し、溝５からＡ回路の前制御バルブ２９、油路３１を通じて高圧がストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ３に導入される。この際、ストローク制御バルブ２５では駆動室ＳＶ３に通常の高圧が作用してもＢ回路に切換わることなくＡ回路を保持するように予め各駆動室ＳＶ１、２、３及びバネＳ１の力関係が設定されているため、当該ストローク制御バルブ２５はＡ回路を保持することになる。
【００５３】
ところで、上述のようにしてチゼル３が打撃対象物を打撃した時、当該打撃対象物の硬さによって打撃ピストン２は次回の打撃行程に移行するまでの戻り行程のストロークが以下ように異なる。
【００５４】
まず、打撃対象物が硬い場合について説明する。
【００５５】
この場合、チゼル３が打撃対象物を打撃すると当該チゼル３は打撃対象物に食込まない。このようにチゼル３の変位がない場合には、打撃ピストン２もチゼル３の打撃方向にこれ以上変位することがなく、図１に示すような理論的打撃位置（正規の打撃位置）Ｌの状態になる。
【００５６】
この際、打撃ピストン２によってチゼル３に伝達された衝撃力は打撃対象物からその多くの割合で反射され、このチゼル３を通じて大きな戻り方向の力が打撃ピストン２に返される。この為、打撃ピストン２は非常に短時間の間にその運動方向を変えて戻り行程を始める。しかし、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ２かかる作動流体は、依然として溝９を通じて油路２３に向かう運動を保持しており、一方、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ１にかかる作動流体は打撃方向の運動を保持している。このため受圧面ＰＳ１に作用する圧力が急激に上昇するとともに、受圧面ＰＳ２に作用する圧力が減圧される。
【００５７】
そして、このような圧力状態は、収容室１０においては溝５から油路３０、前制御バルブ２９、油路３１を通じてストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ３に伝達されるとともに、収容室１１においてはブレーキ室１５から通路３３、ストローク制御バルブ２５、油路３４を通じて当該ストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ１に伝達される。
【００５８】
これにより駆動室ＳＶ３＋バネＳ１の力と駆動室ＳＶ１の力とが逆転した時にストローク制御バルブ２５がＢ回路に切換わる。この時駆動室ＳＶ１の油は、油路３９ａ、逆止弁３８ａを通じて油路２３に帰され、駆動室ＳＶ２の油は溝７、溝６を通じてタンクＴに戻る。このようにストローク制御バルブ２５がＢ回路に切換わった状態では、駆動室ＳＶ１は油路３４、油路３６を通じてタンクＴに連通されて低圧に保持され、また油路２６、２８が低圧となって前制御バルブ２９がバネＳ２によりＢ回路に切換わっていることから駆動室ＳＶ３も低圧になっている。従って、駆動室ＳＶ２に高圧が作用するまではバネＳ１の力によりストローク制御バルブ２５はＢ回路に保持されることになる。
【００５９】
このようにストローク制御バルブ２５がＢ回路に切換わっていることから、溝９が溝８と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が戻り行程を行っても油路３５が遮断されているために、打撃行程に移行することはない。従って、引き続き戻り行程を行って溝９が溝７と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が後退し、溝７から油路３７を通じてストローク制御バルブ２５の駆動室ＳＶ２に高圧が導入されることで、ストローク制御バルブ２５がバネＳ１の力に抗してＢ回路からＡ回路に切換わる。ストローク制御バルブ２５がＡ回路に切換わると、溝８から油路３５に導入される高圧が油路２４を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１に導入されて当該制御バルブ２１がＡ回路からＢ回路に切換わり、打撃ピストン２は打撃行程に移行する。
【００６０】
つまり、打撃対象物が硬くてチゼル３が当該打撃対象物に食い込まない場合には大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が溝７まで戻って打撃行程に移行する所謂ロングストロークＳ２（図３参照）の動作を繰り返すことになる。
【００６１】
次に、打撃対象物が柔らかかかったり、もしくは硬い打撃対象物でも破砕されることにより、打撃ピストン２によりチゼル３を打撃した際に、チゼル３が打撃対象物に食い込んだ場合には次のような動作が行われる。
【００６２】
この場合、打撃ピストン２の衝撃エネルギーはチゼル３を通じて打撃対象物の破砕に使われて当該打撃ピストン２にはその反動が殆ど返ってこない。従って、打撃ピストン２は撥ね返らずに制御バルブ２１のＢ回路への切換わりを待って戻り行程を始めることになる。
【００６３】
このため、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ１と受圧面ＰＳ２とにかかる圧力変動は、上述した打撃対象物が硬い場合のようにストローク制御バルブ２５をＢ回路に切換えるほど大きくはなく、ストローク制御バルブ２５はＡ回路のままとなる。
【００６４】
従って、溝９が溝８と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が戻り行程を行うと溝８から油路３５油路２４を通じて高圧が駆動室ＣＶ１に導入されて制御バルブ２１がＢ回路に切換わり、これにより打撃ピストン２はこの位置から打撃行程を始めることになる。
【００６５】
つまり、打撃対象物が柔らかい場合には、大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が溝８まで戻って打撃行程に移行する所謂ショートストロークＳ１（図３参照）の動作を繰り返すことになる。即ち、ショートストロークＳ１により打撃時のエネルギーはロングストロークＳ２よりも小さくなるが、その分打撃回数を多くして作業量を増やすことができるので、結果として打撃効率を高めることができる。
【００６６】
このように打撃ピストン２でチゼル３を打撃した際の受圧面ＰＳ１と受圧面ＰＳ２とにかかる圧力状態の変動に基づいてストローク制御バルブ２５の切換えを行うことで、次回の打撃ストロークをショートストロークＳ１とロングストロークＳ２とのいずれかに自動的に変更することができる。
【００６７】
また、油圧回路に備えられた保持機構によりストローク制御バルブ２５の切換位置を保持しながら当該ストローク制御バルブ２５を切換えることによって制御バルブ２１を切換えることで、打撃ピストン２をストローク制御しているために当該ストローク制御を効率よく的確に行うことができる。尚、逆止弁３８の働きは、制御バルブ２１とストローク制御バルブ２５の切換わりの順序を確実にするため設けたものであるが、同様な機能を果たす通路絞りで代用しても良い。
【００６８】
［第２実施形態］
図４は、本発明の液圧式打撃装置における他の回路構成を示している。なお、前記第１実施形態で説明した構成と同様な構成については同符号を付して説明は省略する。
【００６９】
この液圧式打撃装置は、前述したストローク制御バルブに組み込んでいた保持機構を保持バルブ４０として分離したストローク制御バルブ５０を設けたもので、打撃ストロークを２以上の複数段階（本例では４段階）に選択できるようにしている。
【００７０】
以下、これら保持バルブ４０、ストローク制御バルブ５０やその他の油路構成などについて図５を参照して説明する。
【００７１】
ストローク制御バルブ５０は、両端に設けられた駆動室ＳＶ１、ＳＶ２に作用する油圧信号と駆動室ＳＶ１側に設けられたバネＳ３の力とによる力関係によりスプール５１が軸方向（図５において左右方向）に所定量移動するようになっている。
【００７２】
そして、駆動室ＳＶ１は油路５２を通じてブレーキ室１５に連通され、駆動室ＳＶ２は油路５３通じて前制御バルブ６０の一方のポートに連通されており、前制御バルブ６０の他方のポートが油路５４を通じて溝５に連通されている。
【００７３】
前制御バルブ６０は、２位置切換式のバルブであり、上記油路５４から分岐された油路５５を介して駆動室Ｖ１に作用する油圧信号とこの駆動室Ｖ１に対向する側に設けられたバネＳ４との力関係によって図４及び図５における上位置（Ａ回路）と下位置（Ｂ回路）とに切換えられる。
【００７４】
具体的には、油路５５が高圧になった時に駆動室Ｖ１とバネＳ４との関係がＶ１＞Ｓ４になってバネＳ４の力に抗してＢ回路に切換わり、これによって前記溝５に連通した油路５４が油路５３を通じて駆動室ＳＶ２に連通される。また、油路５５が低圧になった時にＶ１＜Ｓ４になってバネＳ４の力でＡ回路に切換わり、これによって油路５３がタンクＴに連通された油路５６と連通されて駆動室ＳＶ２が低圧に導かれる。
【００７５】
一方、スプール５１の一端部側（駆動室ＳＶ１側）には、等間隔を隔てて４つのロック溝５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄが形成されている。
【００７６】
前記保持バルブ４０は、上記スプール５１の移動に伴ってロック溝５７ａ〜ｄのいずれか１つのロック溝に係止して当該スプール５１をその位置で保持するためのものである。
【００７７】
具体的には、例えば図５に示すようにロック溝５７ｂを係止した状態では、当該ロック溝５７ｂの周囲に面して環状のロック室４１が配されており、このロック室４１とバルブ本体４２が挿通孔４３を通じて連通されている。一方、バルブ本体４２にはピストン４４が設けられており、このピストン４４の一端面にロックピン４５が上記挿通孔４３を挿通する形で突設されている。
【００７８】
また、バルブ本体４２には、そのロックピン４５側に油路２６から分岐された油路４６が連通されるとともに、ピストン４４を挟んでロックピン４５と反対側にバネＳ５が設けられている。
【００７９】
従って、油路４６が低圧の時にはバネＳ５の力によりロックピン４５がロック溝側に移動してそこに対峙して配置されている例えばロック溝５７ｂなどに当該ロックピン４５の先端部４５ａが係止してスプール５１を保持する。また、油路４６が高圧の時にはバネＳ５の力に抗してロックピン４５がバルブ本体４２側に移動してロック溝５７ｂなどから離脱することによってスプール５１の移動がフリーな状態になる。
【００８０】
また、図６に示すように、ロックピン４５の途中部には、溝４５ｂが形成されており、上述のようにロックピン４５の先端部４５ａがロック溝５７ｂなどに係止した際には、その溝４５ｂを通じてロック室４１が挿通孔４３を通じてタンクＴに連通された油路４７に連通されるようになっている。
【００８１】
そして、上記ロック室４１は図５に示すように油路４８を通じて前記油路５５に連通されている。これにより、上述したようにロックピン４５がロック溝５７ｂなどに係止した際には、前制御バルブ６０の駆動室Ｖ１の流体をタンクＴに逃がす。即ち、ロックが効いている状態では駆動室Ｖ１は低圧であり前制御バルブ６０はＡ回路となる。
【００８２】
さらに、前記スプール５１の他端部側には、所定間隔を隔てて環状の溝５８、５９が形成されており、これら溝５８、５９はスプール５１内に形成された連通孔７０によって連通されている。
【００８３】
溝５８は、油路７１を通じて溝７に連通されるとともに、油路７２を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１に連通されている。
【００８４】
溝５９は、前記スプール５１が移動して前記保持バルブ４０により保持された際に、シリンダ室Ｃ１に形成された溝８、８ａ、８ｂに連通された油路７３、７４、７５のいずれか１つの油路と連通するようになっている。
【００８５】
つまり、スプール５１に連通された油路７３、７４、７５の当該連通部間の間隔が前記ロック溝５７ａ〜ｄの中心間の間隔と同じに設定されている。例えば、ロック溝５７ａにロックピン４５が係止された状態では溝５９が通路７５と連通し、ロック溝５７ｃにロックピン４５が係止された状態では溝５９が通路７３と連通することになる。
【００８６】
これに対して溝５８は、ロック溝５７ｄにロックピン４５が係止された状態で溝５９がいずれの油路７３、７４、７５と連通していない場合でも油路７１、７２と連通するようにその幅が大きく設定されている。
【００８７】
次に、このように構成された打撃装置１の動作について説明する。
【００８８】
まず、ストローク制御バルブ５０が図４及び図５に示すように保持バルブ４０のロックピン４５がロック溝５７ｂに係止した状態にある場合において、油圧ポンプＰから作動流体を導入する。この際、制御バルブ２１は駆動室ＣＶ１が低圧であるのに対して駆動室ＣＶ２が油路２２を通じて高圧になることからＡ回路の状態になり、また、前制御バルブ６０は、駆動室Ｖ１が上述の通り低圧になっているためＡ回路の状態になっている。
【００８９】
このように各バルブが配置されている状態で作動流体を導入すると、圧油は油路２０、２３を通じて溝９から収容室１１に導入される。これにより大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に高圧が作用して打撃ピストン２がガス室Ｃ３に封入されたガスを圧縮しながら図４及び図５において左側に移動する戻り行程を行う。
【００９０】
そして、溝９が溝８ａと連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が後退すると、溝８ａから油路７４、溝５９、連通孔７０、溝５８、油路７２を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１に高圧が導入される。これにより制御バルブ２１がＢ回路に切換わり、打撃ピストン２は打撃行程に移行する。
【００９１】
この打撃行程時において、保持バルブ４０には通路２６、４６を通じて高圧が導入され、この作用でピストン４４がバネＳ５の力に抗して後退することでロックピン４５がロック溝５７ｂとの係止を解除してスプール５１がフリーな状態になる。この際、前制御バルブ６０は、溝５が打撃ピストン２により収容室１０との連通を閉鎖されているため依然Ａ回路になっている。尚、この時ロックピン４５の先端部４５ａによりロック室４１と低圧油路４７との連通は遮断される。
【００９２】
そして、打撃行程を行っている打撃ピストン２がチゼル３を打撃する直前に溝７と溝６が環状溝１２を通じて連通される。これにより制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１が油路７１、スプール５１の溝５８、油路７２を通じて低圧に開放され、制御バルブ２１は駆動室ＣＶ２に作用する高圧によってＡ回路に切換わり始める。
【００９３】
しかし、この時には打撃ピストン２は打撃方向に十分に加速されており、上記制御バルブ２１がＡ回路に切換わる前にチゼル３を打撃する。
【００９４】
一方、上述した溝７と溝６とが連通するのと略同時に閉鎖されていた溝５が溝４と収容室１０を通じて連通し、溝５から油路５４を通じて前制御バルブ６０の駆動室Ｖ１に高圧が導入される。これにより前制御バルブ６０がＢ回路に切換わる。
【００９５】
ところで、上述のようにしてチゼル３が打撃対象物を打撃した時、当該打撃対象物の硬さによって打撃ピストン２は次回の打撃行程に移行するまでの戻り行程のストロークが以下ように異なるようにストローク制御バルブ５０によって制御される。
【００９６】
まず、打撃対象物が硬い場合について説明する。
【００９７】
この場合、チゼル３が打撃対象物を打撃すると当該チゼル３は打撃対象物に食込まない。このようにチゼル３の変位がない場合には、打撃ピストン２もチゼル３の打撃方向にこれ以上変位することがなく、図４に示すような理論的打撃位置（正規の打撃位置）Ｌの状態になる。
【００９８】
この際、打撃ピストン２によってチゼル３に伝達された衝撃力は打撃対象物からその多くの割合で反射され、このチゼル３を通じて大きな戻り方向の力が打撃ピストン２に返される。この為、打撃ピストン２は非常に短時間の間にその運動方向を変えて戻り行程を始める。しかし、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ２かかる作動流体は、依然として溝９を通じて油路２３に向かう運動を保持しており、一方、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ１にかかる作動流体は打撃方向の運動を保持している。このため受圧面ＰＳ１に作用する圧力が急激に上昇するとともに、受圧面ＰＳ２に作用する圧力が減圧される。
【００９９】
そして、このような圧力状態は、収容室１０においては溝５から油路５４、Ｂ回路の前制御バルブ６０、油路５３を通じてストローク制御バルブ５０の駆動室ＳＶ２に伝達されるとともに、収容室１１においてはブレーキ室１５から通路５２を通じてストローク制御バルブ５０の駆動室ＳＶ１に伝達される。なお、油路５４を通じて駆動室ＳＶ２に一度入った流体は、制御バルブ２１がＡ回路に切換わるタイミングに合わせてピストン２が溝５を閉じているため、影響を受けることはない。
【０１００】
これによりスプール５１が高圧の駆動室ＳＶ２側から低圧の駆動室ＳＶ１側にバネＳ３の力に抗して図４及び図５において左側に大きく移動する。
【０１０１】
この直後、保持バルブ４０のストッパピン４５は、制御バルブ２１のＡ回路への切換わりによって油路２６、４６が低圧になることから、スプール５１側に突出するように移動する。
【０１０２】
このストッパピン４５の移動により、図６に示すようにロック室４１がストッパピン４５の溝４５ｂ、挿通孔４３、油路４７を通じてタンクＴに連通するため、前制御バルブ６０の駆動室Ｖ１の高圧流体が油路４８、ロック室４１等を通じて上記タンクＴに逃がされる。これにより前制御バルブ６０はバネＳ４の力によってＡ回路に切換えられるとともに、スプール５１は駆動室ＳＶ１とバネＳ３の作用によりその作用方向（図４及び図５において右側）に移動することになり、この移動によってストッパピン４５の先端部４５ａと隣接して配置されている例えばロック溝５７ｄに当該先端部４５ａが係止して当該スプール５１を保持する。
【０１０３】
これにより溝７のみが油路７１、スプール５１の溝５８、油路７２を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１と連通し、溝８、８ａ、８ｂはスプール５１の溝５９との連通が遮断された状態になる。
【０１０４】
従って、スプール５１が上述したような位置に配置されている状態で打撃ピストン２が戻り行程を行うと、溝９が溝７と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が達するまで戻り行程を行い、当該溝７から駆動室ＣＶ１に高圧を導入して制御バルブ２１をＢ回路に切換えることによって打撃ピストン２が打撃行程に移行することになる。つまり、この場合の打撃ストロークは、前述したストッパピン４５がロック溝５７ｂに係止してスプール５１を固定した状態よりも長くなり、硬い打撃対象物に対して大きな衝撃エネルギーを与えて打撃することになる。
【０１０５】
逆に、対象物が柔らかい場合には、打撃ピストン２の衝撃エネルギーはチゼル３を通じて打撃対象物の破砕に使われて当該打撃ピストン２にはその反動が殆ど返ってこない。従って、打撃ピストン２の受圧面ＰＳ１と受圧面ＰＳ２とにかかる圧力変動は、上述した打撃対象物が硬い場合のような高低差よりも小さくなる。
【０１０６】
よって、スプール５１は、打撃対象物の柔らかさに応じて発生した圧力の高低差による駆動室ＳＶ１＋バネＳ３と駆動室ＳＶ２との力関係に基づいて移動し、ストッパピン４５がロック溝５７ａ〜ｃのいずれかに係止して保持され、このスプール５１の位置に基づいて次回のストロークが決定される。
【０１０７】
例えば、ストッパピン４５がロック溝５７ａに係止した場合には、溝８ｂが油路７５、溝５９、連通孔７０、溝５８、油路７２を通じて駆動室ＣＶ１と連通された状態となり、この結果、溝９が溝８ｂと連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が戻り行程を行った後に打撃行程に移行する。つまり、最少のストロークで打撃行程を行うことになる。
【０１０８】
このように打撃ピストン２による打撃時において、受圧面ＰＳ１に作用する収容室１０内の圧力と、受圧面ＰＳ２に作用する収容室１１内の圧力との差に基づいて、次回の打撃ストロークを本例では４段階に自動的に制御することができる。
【０１０９】
これにより打撃作業時における打撃対象物の変動などに対しても自動的に打撃ストロークを変えて効率よく破砕することができる。
【０１１０】
また、上述したような複数段のストローク制御ができれば、打撃対象物をかなり細かく破砕する必要がある場合おいても、大型の打撃装置を用いも当該破砕を行うことができ非常に有用である。
【０１１１】
なお、本例では打撃ピストン２を４段階にストローク制御するものに述べたが、ストローク制御は、４段階に限らず、２段階や３段階もしくは４段階以上にすることもできる。この場合、ストローク制御しようとする段数に応じてスプール５１のロック溝の数やシリンダ室Ｃ１の溝の数などを設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の液圧式打撃装置の全体構成を示す図である。
【図２】同じく液圧式打撃装置の回路構成を示す拡大図である。
【図３】打撃ピストンによるストロークを説明するための図である。
【図４】本発明の液圧式打撃装置の他の全体構成を示す図である。
【図５】同じく液圧式打撃装置の回路構成を示す拡大図である。
【図６】保持バルブによるスプールの保持状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  打撃装置
２  打撃ピストン
３  チゼル
１０  収容室（上の部屋）
１１  収容室（下の部屋）
２５  ストローク制御バルブ
２９  前制御バルブ
４０  保持バルブ（保持機構）
５０  ストローク制御バルブ
５１  スプール
６０  前制御バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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